探讨电信CDMA 无线网:络规划问题与关键技术

摘要：文章主要阐述了中国电信CDMA 网络规划的内容，首先介绍了CDMA通信的特点，其次详细分析了CDMA网络规划中的问题及关键技术，最后针对EV-DO网络规划特殊性作了讨论。

关键词：CDMA EV-DO；网络规划；软切换；基站共址

中图分类号：TN711 文献标识码：A

1 CDMA 通信的主要特点

1.1 系统容量大

基于扩频技术的码分多址接入是CDMA移动通信系统的技术基础，它通过给各个用户分配特定的地址码序列，允许不同用户使用相同时隙和频率，采用共享信道方式传输信息。由于所有移动用户都占用相同带宽和频率，用户数的增加相当于背景噪声的增加，仅造成话音质量的下降。所以只要采用功率控制技术，合理配置每个用户的信号功率，限制干扰，CDMA网络即可容纳数倍于GSM网络的用户。

1.2 通话质量佳

CDMA系统采用的直接序列扩频方式能提供包括时间分集、频率分集和空间分集等多种分集技术，使得信号在恶劣的传输环境中的性能得到极大改善。CDMA系统的声码器可以根据背景噪声的改变，调整数据传输速率和发射电平，从而大大抑制背景噪声，使用户在嘈杂的环境中也能轻松通信。另外，CDMA系统采用软切换技术，完全克服了传统硬切换技术容易掉话的缺点。

1.3 保密性强

CDMA手机用户所使用的地址码是由系统随机分配给用户的伪随机码所构成的，且不同用户所使用的地址码各不相同，在接收端只有与之完全匹配的用户才能接收到相应的数据，地址码在每次通话后即时更换，这就确保了用户信息的保密性。此外，CDMA的信号经过扩频调制后，完全淹没在噪声中，不容易被发现，具有高度的隐蔽性。

2 CDMA 无线网络规划问题与关键技术

采用CDMA技术的无线系统，相对于GSM技术，具有众多性能优势。然而新的技术也带来了一系列新的问题，比如容量与覆盖之间特殊的相关性、软切换对系统性能的影响、导频偏置的选择等，都给无线网络规划增添了新的研究课题。

2.1 关于网络覆盖与容量的规划问题

CDMA是一个干扰受限的系统，干扰水平的增大直接影响着系统容量，影响着系统提供服务的质量。当负载超过某个门限时，用户受到的干扰将急剧增大，服务质量会下降得很快，小区覆盖范围大幅收缩，从而产生覆盖的盲点。这种小区覆盖面积动态变化的效应称之为呼吸效应。因此，如何合理地布置基站，选择基站参数，使得用户需求在各个基站之间均匀承担，成为了CDMA无线规划需要解决的重要问题。

首先进行覆盖规划。在无线通信系统中，基站的发射功率决定了下行链路的覆盖范围。CDMA下行链路包括1个导频信道、1个同步信道、至多7个寻呼信道以及多个前向业务信道共计64个信道，在基站总功率一定的前提下，对各信道的功率资源配比进行良好的规划可有效提高覆盖范围。另外考虑到呼吸效应，需要对每个小区的覆盖预留合理的余量空间。其次是容量规划。如前所述，CDMA系统具有自干扰性，系统中所有小区使用相同频谱，用户数的增加只相当于背景噪声的增加，这可有效提高系统容量；而由于用户的同频复用导致系统存在多用户间的干扰，这又在某种程度上限制了系统的容量；另外随着用户数的增加，噪声增大，下行信道所需的功率也要同步增加，因此基站功率也制约了系统容量。总的来说，CDMA系统容量大小受到基站功率分配、用户分布情况、链路信号衰落、系统解调门限等因素的影响。需要注意的是，在进行全网规划时需考虑相邻小区之间的平衡和协调，此外还要综合考虑网络的覆盖与容量性能，在二者之间取得平衡。

2.2 关于软切换的规划问题

软切换是CDMA系统特有的关键技术之一，其基本原理如下：当移动台从一个小区向另一小区切换时，移动台先与目标小区的基站建立通信链路，再切断与原小区基站之间的通信链路，即在任何时候移动台至少可跟一个基站保持联系。这就降低了切换过程中掉话的可能性，保证了小区边缘用户的服务质量，实现了蜂窝移动通信的“无缝”覆盖。需要说明的是，软切换只能在具有相同频率的CDMA信道之间进行。

软切换技术也有一些弊端：处于软切换中的用户比普通用户多占用系统资源，过于频繁地进行软切换或者太高的软切换比例会导致系统资源的浪费；当切换触发机制设定不合理时也会导致过于频繁的控制信息交互，影响用户的正常通信。因此在规划时应根据实际情况综合考虑。

2.3 关于导频的规划问题

导频，通常指前向导频信道，它是CDMA前向控制信道中的一种，其作用是引导在覆盖区内工作的移动台进行同步和切换。一个导频信号即一个未经过调制的正交伪随机（PN）二进制序列，所有CDMA扇区都在同一个前向导频信道上不间断地发送导频信号，为移动台接收机的相干解调提供相位基准。为了克服多径效应，移动台使用导频搜索窗口收集一个导频信号的各个多径分量进行多径合并，作为该导频的接收信号。移动台根据接收到的导频信号的相位来区分不同基站，这就避免了GSM系统那样复杂的频率规划。但是如果相邻导频信号的相位距离不合理，或者移动台的导频搜索窗口设置不合理，将会导致通信质量的降低甚至是通信系统的瘫痪。

3 CDMA 1x EV-DO 网络规划设计

EV-DO网络新增了多种高速数据业务和实时通信业务，如无线宽带、综合办公、视频电话等3G标志性业务。因为这些业务的话务模型、速率特点和系统网络结构与普通数据业务有一定区别，所以在网络规划时要充分考虑EV-DO技术特点带来的影响。

3.1 EV-DO与CDMA2000 1X 网络规划的区别

EV-DO系统是由CDMA2000 1X 系统演进而来的，因此这两个系统的很多基础技术都是相同的，在规划内容和流程上有着许多相似点，但是具体而言二者仍有些许差别。下面仍从覆盖规划、容量规划、切换规划和PN 规划四个角度来分析。

首先是覆盖规划。小区呼吸现象是CDMA2000 1X 网络的典型现象。而EV-DO网络进行了时分复用，基站总是满功率发射，导频信噪比相对稳定，小区范围不随用户数或是业务量的变化而产生大的改变，切换区域相对稳定，这能有效地解决小区呼吸效应。其次是容量规划。采用了各种高速传输技术的EV-DO网络的容量无疑比CDMA2000 1X有了显著的提高。EV-DO的吞吐量取决于很多因素，包括调度算法、业务优先级、用户位置、信道环境等，这也导致了使用闭式表达式不易给出EV-DO容量的数值解。第三是切换规划。EV-DO网络前向链路采用虚拟软切换，可以直接进行业务协商和建立业务连接，降低了对系统信道资源的占用率，加快了切换速度。但相对于CDMA2000 1X 系统来说，缺少了宏分集增益的虚拟软切换增益会比普通软切换增益低一些。最后是PN规划。EV-DO与CDMA2000 1X的导频PN 相位的原理相同，最大PN 共有512个，由系统参数PILOT_INC 决定可使用的导频数。在基站完全共址的情况下，EV-DO 与CDMA2000 1X 网络采用相同的配置；若不共址，则对EV-DO 的PN进行单独规划，PILOT_INC和预留PN与CDMA2000 1X网络一致。

3.2 EV-DO 网络拓扑的规划策略

3.2.1 基站共址问题.

1xEV-DO 与1x 基站共站时，其优点是安装简单，节省天馈成本，共站建设的1x EV-DO 工程参数无需详细规划。存在的不足是1xEV-DO与1x 的优化调整会相互影响。另外，如果1x EV-DO与1x 在机柜外合路，会带来前向0.4dB，反向0.5～3.5dB的插损。

如果1xEV-DO基站采用独立天馈，则1xEV-DO与1x 的优化调整是互不影响的。这样可保证1xEV-DO网络发展的独立性，保证1x EVDO和1x 的网络性能。

3.2.2 网络拓扑规划

在进行EV-DO网络拓扑规划时，可以有两种方式：独立建网和混合建网。所谓独立建网，即摒弃原有网络，完全独立地建设一个全新网络。此种方法对现有网络资源利用率低，投资成本高，一般不予采用。而混合建网是指充分利用现有网络资源，对现网的设备进行共用和升级，必要时可使用全新站点和全新设备的建网方式。总的说来，EV-DO网络的建设，需要根据各地实际情况充分分析、灵活选择，并且要有充分的预见性。

4 结束语

网络规划作为网络建设与运营的基础，有着至关重要的作用，电信运营商应给予充分重视，并利用好现有的网络资源，准确预测业务发展需求，统筹规划，因地施材，以促进我国电信事业的健康发展。